Наблюдения свидетельствуют, что Вселенная расширяется. Во всех моделях расширяющейся Вселенной имеется общая черта: в какой-то момент в прошлом (10-20 млрд. лет назад) расстояние между соседними галактиками должно было равняться нулю. В этот момент, который и называют Большим взрывом, плотность Вселенной и кривизна пространства-времени должны быть бесконечными, а такими вещами наука оперировать не умеет. Поэтому, если что и происходило до Большого взрыва, то эти события никак не могут иметь для нас каких-либо последствий, следовательно, с научной точки зрения их следует исключить из модели, а момент Большого взрыва считать началом отсчета времени. Идея Большого взрыва, а особенно то, что у времени было начало, по ряду причин не нравилась многим. Хотя бы потому, что насквозь пропитанные атеизмом ученые видели здесь намек на вмешательство неких божественных сил в процесс творения мироздания. Видели это, надо сказать, не только ученые, так что в 1951 году в поддержку модели Большого взрыва выступила и католическая церковь, заявившая, что эта теория согласуется с Библией ... »
Тайны Вселенной
Ответ обескураживает своей бесхитростной простотой: она опять превратится в сингулярность, то есть в точку с нулевым радиусом. Хокинг даже припугивает: «Сингулярности не будет лишь в том случае, если представлять себе развитие Вселенной в мнимом времени».[36] Вот так: либо соглашайся с сингулярностью, либо будешь жить в мнимом времени! Ужасная просто перспектива! Хорошо еще, что она существует только в разыгравшемся теоретическом воображении, а мнимое время — такая же математическая абстракция, как и сингулярность. Итак, модель «Большого взрыва» — всего лишь одна из возможных воображаемых конструкций, плод игры теоретической мысли. Воистину прав был Максимилиан Волошин, который, точно предвидя грядущий теоретический «беспредел», писал: Мы, возводя соборы космогоний, Не внешний в них отображаем мир, А только грани нашего незнанья… Не менее показательно и другое. Гипотетические расчеты релятивистов относительно вероятного возраста расширяющейся или раздувающейся модели Вселенной постоянно вступают в противоречия и оказываются несовместимыми с расчетами, полученными другими методами и в других отраслях знания ... »
Эфир или физический вакуум?
Концепция эфира позволяет обосновать более естественный взгляд на Вселенную. Вселенная, как и эфир, является вечной, и, следовательно, не нуждается в объяснениях своего происхождения. Составляющие её структурные элементы (галактики) непрерывно обновляются, на смену погибающим, старым рождаются новые, молодые. Иного взгляда на эволюцию Вселенной придерживаются последователи концепции физического вакуума, объясняющие возникновение Вселенной путём взрыва, связанного с рождением элементарных частиц в результате одного из фазовых переходов в вакууме. Вселенная, в соответствии с теорией Большого взрыва, не вечна, её ожидает гибель либо в результате разлета галактик («холодная смерть» – модель расширяющейся Вселенной), либо в результате коллапса («горячая смерть» – модель осциллирующей Вселенной). Соответственно галактики гибнут либо в одиночестве (первая модель), либо коллективно (вторая модель). В истории науки еще не было теории более «оптимистичной», чем теория Большого взрыва. О том, что теория Большого взрыва является крайне спорной в современной науке, свидетельствуют многочисленные работы ученых – физиков и астрономов. открыть »
Уставы небес, 16 глав о науке и вере
Как правило, в популярной литературе "творение" связывается с моделью Большого Взрыва, которая основана на теории расширяющейся Вселенной Фридмана (см. гл.15). Согласно этой модели (в ее современном варианте), в моменты времени, близкие к Взрыву, вещество во Вселенной было не только очень плотным, но и очень горячим. В течение первых нескольких минут Вселенная представляла из себя кипящий котел элементарных частиц, когда закладывались наиболее существенные физические характеристики нашего мира. Здесь не место обсуждать соответствующие вопросы, и мы отсылаем читателя к популярной литературе, например, к книгам И. Д. Новикова и С. Вайнберга. Модель Большого Взрыва получила экспериментальное подтверждение, когда в 1965 г. американские радиоастрономы А. Пензиас и Р. Вильсон открыли так называемое реликтовое радиоизлучение. Оно не связано ни с какими конкретными источниками (звезды, галактики), заполняет всю Вселенную и соответствует тепловому излучению тела, нагретого до температуры около 3К. Это излучение было предсказано моделью горячей Вселенной, предложенной российско-американским физиком Г. Гамовым в 40-е годы ... »
Происхождение и динамика ударного метаморфизма
В представляемых снимках плотность межпланетного вещества как минимум в 100 раз меньше плотности необходимой по гипотезе Лапласа. В чем причины живучести этого мифа? С одной стороны – в отсутствии должного логического и количественного анализа проблемы рядовым исследователем и принятие этого мифа на веру, а с другой – постоянная, тщательно организованная пропаганда этого догмата, как средства поддержания генерального мифа – модели расширяющейся вселенной Эйнштейна – Фридмана и составной части этого мифа – «Большого Взрыва». Реально, планетные системы галактического диска, к которым относится и Солнечная система, являются продуктом агрегации вторичного межзвездного вещества – газа и пыли, разбросанных взрывами сверхновых по всему объему Галактики. Это планетные системы звезд «населения I» (термин Вальтера Бааде, 1944 ), которые появились лишь по превращении Галактики из эллиптической в спиральную, и являются вторичными системами, образовавшимися в галактических условиях, близких к современным, то есть в условиях, когда плотность межзвездной среды была сравнима с современной. открыть »
Билеты по астрономии за 11 класс
Впоследствии оказалось, что это гигантские галактики, которые находятся за пределами нашей Галактики. С помощью цефеид американский астроном Хаббл доказал, что ближайшая к нам галактика М-31, находится на расстоянии 2 млн световых лет. В созвездии Вероники обнаружено около тысячи таких галактик, удалённых от нас на миллионы световых лет. Хаббл доказал, что в спектрах галактик есть красное смещение. Это смещение тем больше, чем дальше от нас галактика. Иначе говоря, чем дальше галактика, тем её скорость удаления от нас больше. Vудаления = D HH – постоянная Хаббла, D – смещение в спектре. Модель расширяющейся вселенной на основании теории Эйнштейна подтвердил русский учёный Фридман. Галактики по типу бывают неправильные, эллиптические и спиральные. Эллиптические галактики – в созвездии Тельца, спиральная галактика – наша, туманность Андромеды, неправильная галактика – в Магеллановых облаках. Помимо видимых галактик в звёздных системах существуют так называемые радиогалактики, т. е. мощные источники радиоизлучения. На месте этих радиогалактик нашли небольшие светящиеся объекты, красное смещение которых настолько велико, что они, очевидно, удалены от нас на миллиарды световых лет. открыть »
Совсем другие аналоги солнечной системы
Согласно этой теории, при каждом переходе в наблюдательной астрономии ко всё более крупномасштабным объектам за ними обнаруживаются следующая структура. Иначе говоря: кварки - барионы (протоны и нейтроны) - атомы - спутники планет - планеты - звёзды - шаровые скопления - галактики - скопления галактик - сверхскопления галактик. Если признать правильность этой модели, то, согласно Олдершоу, не Большой взрыв был 15 миллиардов лет назад, а локальный "местный" взрыв, в результате которого сформировался облик наблюдаемой части Вселенной. Эта гипотеза снимает: проблему происхождения Вселенной (она вечна); проблему первоначальной точечности Вселенной (не было этого); проблему "тёмной материи", или "скрытой массы", неизбежную при Большом взрыве ("скрытая" масса может находиться и вне области расширения); проблему звёзд старше Вселенной (залетели в нашу область Вселенной из других областей за 15 миллиардов лет) . В космологическом отношении в гипотезе Олдершоу нет каких-либо противоречий, но не хватает и доказательств правильности подобных взглядов. В общем, эти взгляды могут существовать на правах общефилософских и строго не доказанных, как и представление о взрывающейся Вселенной. открыть »
Модель горячей Вселенной
В ходе космологического расширения Вселенной эта температура падала. При достижении температуры около 4000 К произошла рекомбинация протонов и электронов, после чего равновесие образовавшегося вещества (водорода и гелия) с излучением нарушилось - кванты излучения уже не обладали необходимой для ионизации вещества энергией и проходили через него как через прозрачную среду. Температура обособившегося излучения продолжала снижаться и к нашей эпохе составила около 3К. Таким образом, это излучение сохранилось до наших дней как реликт от эпохи рекомбинации и образования нейтральных атомов водорода и гелия. Оно осталось как эхо бурного рождения Вселенной, которое часто называют Большим взрывом. В основе современной космологии лежат представления об однородности и изотропности Вселенной: во Вселенной нет каких-либо выделенных точек и направлений, т.е. все точки и направления равноправны. Это утверждение об однородности и изотропности Вселенной часто называют космологическим постулатом. В теории однородной изотропной Вселенной оказываются возможными две модели Вселенной: открытая и замкнутая. В открытой модели кривизна трехмерного пространства отрицательна или (в пределе) равна нулю, Вселенная бесконечна; в такой модели рассотяния между скоплениями галактик со временем неограниченно возрастают. В замкнутой модели кривизна пространства положительна, Вселенная конечна (но так же безгранична, как и в открытой модели); в такой модели расширение со временем сменяется сжатием. На основании имеющихся наблюдательных данных нельзя сделать никакого выбора между открытой и замкнутой моделями. открыть »
Немного об астрофизике
Но не менее важны следствия стандартной модели, которые экспериментально не обнаруживаются: 1. отсутствие реликтовых нейтрино; 2. несоответствие между суммарной энергией электромагнитного реликтового излучения и суммарной массой покоя вещества; 3. практическое отсутствие антивещества во Вселенной. Эти факты открыто свидетельствуют об отсутствии непротиворечивости (важнейшая составляющая любой научной теории) "теории Большого взрыва". Однако эти и другие противоречия игнорируются, и современная космологическая теория горячей Вселенной (составная часть "теории Большого Взрыва") считает возможным рассматривать ее эволюцию, начиная с планковского момента времени после начала расширения. Наши представления несовместимы с экстремальными условиями планковского момента: считается, что диаметр Вселенной составлял в этот момент несколько микрометров, а температура (~1032К) была столь велика, что вещество не могло существовать не только в привычном для нас виде тел, молекул или атомов, – невозможно было даже существование атомных ядер. открыть »
Большой взрыв
Таким образом, перед нами вновь встает вопрос о происхождении Вселенной. Другой попыткой уйти от вопроса о происхождении Вселенной была предложенная английским астрофизиком П. Дэвисом модель "пульсирующей Вселенной с обращением хода времени". Согласно этой теории, Вселенная сначала расширяется, а затем сжимается до сингулярности, причем в начале каждого следующего цикла расширения-сжатия время поворачивает вспять, приводя, в конце концов, к сингулярности, с которой начинался предыдущий цикл. Согласно этой модели, прошлое становится будущим, а будущее - прошлым, так что понятие "начало Вселенной" лишается смысла. Этот сценарий дает некоторое представление о том, на какие ухищрения вынуждены пускаться ученые-космологи, чтобы как-то объяснить происхождение Вселенной. Инфляционная Вселенная Помимо вопроса о происхождении Вселенной, современные космологи сталкиваются с рядом других проблем. Чтобы стандартная теория большого взрыва могла предсказать то распределение материи, которое мы наблюдаем, ее исходное состояние должно характеризоваться очень высокой степенью организованности. открыть »
Особенности астрономии ХХ века
Но с окончанием фазы инфляции произошло высвобождение огромных запасов энергии, сосредоточенных в исходном физическом вакууме. Когда вакуум распался, колоссальная энергия высвободилась в виде в виде излучения, которое мгновенно нагрело Вселенную примерно до температуры 1 0 К, где = 2 7 . С этого момента и начинается эволюция "горячей Вселенной". Благодаря энергии возникло вещество и антивещество, затем Вселенная стала остывать и постепенно стали "кристаллизовываться" все ее элементы, наблюдаемые сегодня. Несмотря на то что инфляционная модель разработана пока только частично, тем не менее она позволяет успешно объяснить ряд фундаментальных космологических закономерностей. Большой взрыв перестал быть загадкой, лежащей за пределами естествознания. 11.7.3. Первые секунды Вселенной Ранняя Вселенная представляла собой гигантскую лабораторию природы, в которой энергия, высвободившаяся в результате Большого взрыва, пробудила физические процессы, не воспроизводимые в земных условиях. Следующий этап рождения Вселенной связан с так называемой эрой Великого объединения: возраст Вселенной всего лишь 10 с, где = - 3 2 , а температура около 10 К, где = 2 9 . открыть »
Теория большого взрыва
Если принять во внимание замедление скорости разбегания галактик (т.е. расширения Вселенной), то возникает существенная проблема, как «увязать» этот возраст с простейшей моделью Большого взрыва. В результатах, опубликованных Д.Хэйнсом в 1979г. в Кембридже, хаббловский возраст Вселенной оценивается в 13 млрд. лет, а в том же году М.Ааронсом в Стьюартской обсерватории, Дж.Хучра в Гарвардском университете и Дж.Моулд в Национальной обсерватории Кит-Пик опубликовали результаты, основанные на измерении светимости галактик в инфракрасном диапазоне, которые указывают на возраст Вселенной около 10 млрд. лет (Но=100 км/с Мпс). Еще позднее, в 1980г., Ж.М.Люк, Ж.Л.Бирк и Ш.Ж.Альянд из Парижского университета опубликовали результаты анализа найденного в метеоритах радиоактивного элемента рения, который имеет очень большой период полураспада (половина любого количества этого элемента распадается, превращаясь в осмий, в течение 60 млрд. лет). Сравнивая количества рения и осмия в веществе метеоритов и считая при этом, что рений образовался при взрывах сверхновых на раннем этапе эволюции Вселенной, эти ученые установили, что возраст Вселенной, по-видимому, составляет от 13 до 22 млрд. лет. Итак, хотя сегодня большинство астрономов и сходятся во мнении, что значение Но должно соответствовать возрасту Вселенной, равному примерно 18 млрд. лет, в этом вопросе по-прежнему имеются большие расхождения, и до сих пор не представляется возможным сравнить возраст Вселенной, следующий из закона Хаббла, с возрастом отдельных составных частей Вселенной, чтобы таким образом оценить степень замедления расширения Вселенной. открыть »
Современная космология и проблема скрытой массы во Вселенной
Если по ускорению найти скорость, а затем изменение расстояния со временем, то легко показать, что относительная скорость частиц-галактик будет стремительно нарастать. Такую зависимость называют экспоненциальной, она выражает чрезвычайно быстрый рост расстояния от времени. Какой же можно сделать вывод? В «почти пустой» Вселенной, т. е. в такой Вселенной, в которой можно пренебречь обычным тяготением галактик друг к другу, галактики могут приобрести большие скорости удаления друг от друга. Такой вывод получил де Ситтер в 1917 г. В это время ему были известны скорости только трех галактик, и он не мог прийти к какому-либо определенному заключению о справедливости своей теории. К сегодняшней Вселенной модель де Ситтера вряд ли применима: динамика Вселенной определяется обычным тяготением вещества. Но эта модель оказалась важной для описания далекого прошлого Вселенной, когда она только начинала расширяться. 6. ГИПОТЕЗА «БОЛЬШОГО ВЗРЫВА» Работы Фридмана показали, как с течением времени должна эволюционировать Вселенная. открыть »
Развитие эволюционных учений
Такую модель развития природы называют также глобальным эволюционизмом, поскольку именно она охватывает все существующие и мысленно представляемые проявления материи в едином процессе самоорганизации природы. Под глобальным эволюционизмом следует понимать концепцию развития Вселенной как развивающегося во времени природного целого. При этом вся история Вселенной, начиная от Большого взрыва и заканчивая возникновением человечества, рассматривается как единый процесс, где космический, химический, биологический и социальный типы эволюции преемственно и генетически тесно взаимосвязаны. Космическая, геологическая и биологическая химия в едином процессе эволюции молекулярных систем отражает их фундаментальные переходы и неизбежность превращения в живую материю. 1. Становление и развитие эволюционных идейЭволюция означает постепенный, закономерный переход от одного состояния в другое. Под биологической эволюцией понимают изменение популяций растений и животных в ряду поколений, направляемое естественным отбором. В течение многих миллионов лет, начиная с возникновения жизни на Земле, в результате непрерывного, необратимого, естественного процесса смены одних видов другими сформировались животные и растительные формы, существующие в настоящее время. открыть »
Теории эволюции
Такой моделью является концепция глобального эволюционизма. В этой концепции Вселенная предстает как развивающееся во времени природное целое, а вся история Вселенной от Большого Взрыва до возникновения человечества рассматривается как единый процесс, в котором космический, химический, биологический и социальный типы эволюции преемственно и генетически связаны между собой. Космохимия, геохимия, биохимия отражают здесь фундаментальные переходы в эволюции молекулярных систем и неизбежности их превращения в органическую материю. В концепции глобального эволюционизма подчеркивается важнейшая закономерность – направленность развития мирового целого на повышение своей структурной организации. Вся история Вселенной – от момента сингулярности до возникновения человека – предстает как единый процесс материальной эволюции, самоорганизации, саморазвития материи. Важную роль в теории универсального эволюционизма играет идея отбора: новое возникает как результат отбора наиболее эффективных формообразований, неэффективные же инновации отбраковываются историческим процессом: качественно новый уровень организации материи окончательно самоутверждается тогда, когда он оказывается способным впитать в себя предшествующий опыт исторического развития материи. открыть »
Наша Вселенная не одинока
Такое расширение привело к образованию немыслимо большого космоса, который представляет собой отражение немыслимо маленького первоначального ядра. Самое большое и самое малое повторяют друг друга. Анализ и осмысление измерений, проведенных спутником "Кобе", подтверждают модель, предложенную А. Линде: в космическом реликтовом излучении (мы его назвали "эхо Большого взрыва") обнаружены тончайшие завихрения. Эти неравномерности - отражение того разделения облаков первичной материи, которое возникло после начала расширения. Завихрения действительно похожи на волны, которые должны были быть в мини-вселенной - во взорвавшемся ядре, породившем нашу большую Вселенную. Первые образования в космосе получили структуру благодаря "темной материи", которая сама по себе остается пока еще довольно загадочным объектом для астрономии. А уж в какой связи эти невидимые массы, заполняющие, как теперь считают, все пространство космоса, находятся с образованием космических структур - и вовсе загадка. Однако самые современные исследования подтверждают, что такая бестелесная "темная материя" действительно существует и именно она составляет большую часть Вселенной. открыть »
Космологические модели вселенной
Идея Фридмана поначалу показалась Эйнштейну слишком смелой и необоснованной. Он даже заподозрил ошибку в вычислениях. Но, ознакомившись с ними, он публично признал, что мы живем в расширяющейся Вселенной. Из расчетов Фридмана вытекали три возможных следствия: Вселенная и ее пространство расширяются с течением времени; Вселенная сжимается; во Вселенной чередуются через большие промежутки времени циклы сжатия и расширения. Доказательства в пользу модели расширяющейся Вселенной были получены в 1926 г., когда американский астроном Э. Хаббл открыл при исследовании спектров далеких галактик (существование которых было доказано в 1923 г. тем же Хабб-лом) красное смещение спектральных линий (смещение линий к красному концу спектра), что было истолковано как следствие эффекта Допплера (изменение частоты колебаний или длины волн из-за движения источника излучения и наблюдателя по отношению друг к другу) - удаление этих галактик друг от друга со скоростью, которая возрастает с расстоянием. По последним измерениям, это увеличение скорости расширения составляет примерно 55 км/с на каждый миллион парсек. После этого открытия вывод Фридмана о нестационарности Вселенной получил подтверждение и в космологии утвердилась модель расширяющейся Вселенной. открыть »
Проблемы космологии
Это, кстати говоря, один из сильных аргументов Альвена и его немногочисленных сторонников. Вещество Вселенной все-таки состоит, по всей видимости, из протонов. Работами последних лет достаточно убедительно показано, что в этих реакциях кварков должно рождаться чуть больше, чем антикварков. Насколько? Ответ таков: на три миллиарда антикварков должно родиться 3 миллиарда и еще три кварка. Тогда 6 миллиардов кварков и антикварков проаннигилируют, а три оставшихся кварка “упадут” со временем в адронный “мешок” и образуют протон или нейтрон. Важно отметить, что в результате всех этих процессов во Вселенной на один протон приходится примерно миллиард фотонов и миллиард нейтрино. Таким образом, вопрос о том, почему наша Вселенная состоит из вещества, а антивещество отсутствует, находит решение с использованием гранд-моделей. Процесс синтеза ядер легких элементов продолжался около трех минут после начала Большого Взрыва. С падением температуры синтез гелия прекратился, и теперь уже “заморозились”, то есть остались неизменными, относительные концентрации гелия и водорода: ядра водорода составляли 70 процентов вещества Вселенной, ядра атомов гелия — 30. открыть »
